Номер 4, страница 60 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

4. При каком условии возникает электромагнитная волна?

4. Электромагнитная волна возникает при ускоренном движении электрических зарядов. Это является фундаментальным и необходимым условием для излучения.

Чтобы понять, почему именно ускоренное движение является причиной, рассмотрим поля, создаваемые зарядами в различных состояниях:

• Неподвижный заряд создает вокруг себя только постоянное во времени (статическое) электрическое поле. Оно не распространяется и не является волной.

• Заряд, движущийся равномерно и прямолинейно (с постоянной скоростью), создает как постоянное электрическое, так и постоянное магнитное поле. Эти поля перемещаются вместе с зарядом, но не отрываются от него в виде независимой волны.

• Заряд, движущийся с ускорением (т.е. когда его скорость изменяется по величине или по направлению), создает в окружающем пространстве переменные электрическое и магнитное поля. Согласно теории электромагнетизма Максвелла, изменяющееся во времени электрическое поле $ \vec{E} $ порождает изменяющееся во времени магнитное поле $ \vec{B} $, которое, в свою очередь, порождает изменяющееся электрическое поле. Этот непрерывный процесс взаимного порождения полей позволяет им распространяться в пространстве независимо от источника. Такая распространяющаяся система связанных переменных электрического и магнитного полей и называется электромагнитной волной. В этой волне векторы $ \vec{E} $ и $ \vec{B} $ колеблются во взаимно перпендикулярных плоскостях, и оба они перпендикулярны направлению распространения волны.

Примерами процессов, в которых ускоренное движение зарядов приводит к излучению электромагнитных волн, являются:

• Колебания электронов в антенне радио- или телепередатчика.

• Переходы электронов между энергетическими уровнями в атомах (так излучается свет).

• Торможение быстрых заряженных частиц, например, в рентгеновской трубке.

Ответ: Электромагнитная волна возникает при любом ускоренном движении электрических зарядов.